高中化学 3.3 用途广泛的金属材料学案 新人教版必修.doc

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1、3.3用途广泛的金属材料【学习目标】1、了解合金的定义及一般性质；2、了解铜合金、铝合金、铁合金等金属材料的基础知识；3、学会正确选用金属材料。【要点梳理】要点一、常见合金的重要应用用途广泛的金属材料#认识合金】1．合金及其性质。合金定义：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物，如：黄铜、青铜、钢、生铁、钠钾合金等。合金的性质特点：一般说来，合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其成分金属所不具有的独特性质。如：纯铁的硬度很小而钢的硬度较大。用途广泛的金属材料#使用

2、合金】2．常见合金的比较。（1）铁合金（钢）钢主要成分元素主要特征主要用途碳素钢低碳钢Fe、C（低于0.3%）韧性、焊接性好，强度低制钢板、钢丝、钢管等中碳钢Fe、C（0.3%～0.6%）强度高、韧性及加工性好制钢轨、车轮和建材等高碳钢Fe、C（高于0.6%）硬而脆，热处理后弹性好制器械、弹簧、刀具等合金钢锰钢Fe、Mn韧性好，强度大钢轨、轴承、坦克装甲等硅钢Fe、Si导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯等不锈钢Fe、Cr、Ni抗腐蚀性好医疗器械、炊具、反应釜、容器等（2）铝合金成分元素主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小

3、，强度大用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等（3）铜合金铜合金成分金属性能及用途青铜Cu、Sn、Pb硬而脆，强度大，古人用来制刀具、祭器、酒具等黄铜Cu、Zn、少量Sn、Pb、Al等硬度较青铜差，耐磨、耐腐蚀，可塑性强，主要用作饰品、制耐压设备等白铜Cu、Ni、Zn、少量的Mn常用作酒具、饰品等（4）新型合金　　新型合金包括储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。　　氢能的利用存在两大难题：制取和储存。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。具有实用价值的储氢合金要求：储氢量大；金属氢化物既容易形成，稍稍加热又

4、容易分解，室温下吸、放氢的速率快。要点二、正确选用金属材料1．选择材料应注意的问题。某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。选择金属材料时，除了要考虑金属的用途、外观和价格外，还要考虑金属的物理性质和化学性质。（1）物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这些性质决定金属材料的加工难易程度。（2）化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。2．金属的回收和资源保护。（1）废旧金属的最好处理方法是回收利用。（2）回收利用废

5、旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。要点诠释：金属材料的基本元素是金属，因此可笼统说金属材料具有高强度、优良的可塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性。因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。【典型例题】类型一：合金的概念及其性质例1制取合金常用的方法是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）加热到某一温度。使其全部熔化，再冷却成为合金。根据表中数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采用这种方法制取的是（）。金属NaMgAlFe熔点／℃97.5649660153

6、5沸点／℃883109024672750A．Fe—Al合金B．Na—Al合金C．Mg—Fe合金D．Mg—Al合金【答案】C【解析】由题意知，C项的合金不宜采用题给方法制取，原因是镁的沸点（1090℃）比铁的熔点（1535℃）低，当温度升高到大于1090℃而小于1535℃时，镁已经变成气体逸散，而铁还没有熔化。【总结升华】涉及合金的知识还可以有合金的概念、常见合金的种类、熔点比较、硬度比较。举一反三：【变式1】合金有许多特点，如Na—K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是（）。A．纯铁B

7、．生铁C．碳D．无法确定【答案】B【变式2】有关合金的性质叙述不正确的是A、合金的熔点比它的各成分的熔点低B、合金一定是金属熔合而成C、合金的硬度和强度一般比纯金属高D、硬铝、黄铜、钢均为合金【答案】B类型二：关于铁合金例2取3.00g某钢样粉末放在O2气流中充分灼烧后，将得到的气体通到足量含140Ba(OH)2的溶液中，得到了0.50g沉淀。（1）写出下列反应的化学方程式。①Fe和O2点燃：________________；②产生的气体通入140Ba(OH)2溶液：________________。（2）钢样中碳的质量分数是____

8、____。【答案】（1）①3Fe+2O2Fe3O4②CO2+140Ba(OH)2==140BaCO3↓+H2O（2）1.0％【解析】钢是除去S、P等杂质后的Fe—C合金，所以将钢样粉末放在O2气流中灼烧时，Fe、C分别与